Sphingomyelinestructuur, functies, synthese en metabolisme

de sfingomyeline Het is het meest voorkomende sfingolipide in dierlijke weefsels: de aanwezigheid ervan is bewezen in alle tot nu toe bestudeerde celmembranen. Het heeft structurele gelijkenissen met fosfatidylcholine in de groep van de polaire kop, dus het is ook geclassificeerd als fosfolipide (fosfo fingolipide).

In de vroege jaren 1880, wetenschappelijke Johann Thudichum een ​​lipidecomponent geïsoleerde oplosbare ether uit hersenweefsel en gedoopt als sfingomyeline. Later, in 1927, werd de structuur van dit sfingolipide vermeld als N-acyl-sphingosine-1-fosfocholine.

Net als andere sfingolipiden, sfingomyeline zowel structurele en cellulaire functies signalering, en is vooral overvloedig in zenuwweefsel, in het bijzonder in de myelineschede die bedekt en isoleert axonen van sommige neuronen.

De verdeling is bestudeerd door subcellulaire fractionering en enzymatische afbraak experimenten met sphingomyelinase en de resultaten geven aan dat meer dan de helft van sfingomyeline in eukaryotische cellen in het plasmamembraan. Het hangt echter van het celtype af. In fibroblasten vertegenwoordigt het bijvoorbeeld bijna 90% van de totale lipiden.

De deregulering van de processen van synthese en metabolisme van dit lipide leidt tot de ontwikkeling van complexe pathologieën of lipidose. Een voorbeeld hiervan is de erfelijke ziekte van Niemann-Pick, gekenmerkt door hepatosplenomegalie en progressieve neurologische disfunctie.

index

• 1 structuur
• 2 functies
  • 2.1 - Signalering
  • 2.2 -Structuur
• 3 Samenvatting
• 4 Metabolisme
• 5 Referenties

structuur

Sphingomyeline is een amfipathisch molecuul dat is samengesteld uit een polaire kop en twee apolaire staarten. De polaire kopgroep is een molecuul van fosfocholine, dus het kan lijken op glycerofosfolipide fosfatidylcholine (pc). Er zijn echter aanzienlijke verschillen met betrekking tot het grensvlak en hydrofobe gebied tussen deze twee moleculen.

De meest voorkomende base in een molecuul sfingomyeline zoogdier ceramide uit sfingosine (1,3-dihydroxy-2-amino-4-octadeceen), een trans dubbele binding tussen de koolstofatomen op posities 4 en 5 van de koolwaterstofketen. Het verzadigde derivaat, sphinganine, is ook gebruikelijk, maar is lager percentage.

De lengte van de hydrofobe staarten van sfingomyeline varieert van 16 tot 24 koolstofatomen en de samenstelling van vetzuren varieert afhankelijk van het weefsel.

De sfingomyelinen van de witte stof van de menselijke hersenen bezitten bijvoorbeeld nervonzuur, die van de grijze stof bevatten hoofdzakelijk stearinezuur en de heersende vorm in de bloedplaatjes is het arachidonaat..

Over het algemeen is er een dispariteit in lengte tussen de twee vetzuurketens van sfingomyeline, die de voorkeur lijkt te geven aan "interdigitatie" verschijnselen tussen de koolwaterstoffen in tegenovergestelde monolagen. Dit geeft het membraan een bepaalde stabiliteit en speciale eigenschappen ten opzichte van andere, slechtere membranen in dit sfingolipide..

In het grensvlakgebied van het molecuul, sfingomyeline heeft een amidegroep en een vrij hydroxyl op C-3, welke als donoren en acceptoren dienen voor waterstofbindingen en intermoleculaire bindingen intra- belang bij het bepalen van domeinen en interactie side met diverse soorten moleculen.

functies

-signalering

Metabolismeproducten -ceramida sfingosine, sfingosine, sfingosine-1-fosfaat en diacilglicerol- zijn belangrijke cellulaire effectoren en geeft deze een rol bij meerdere cellulaire functies, zoals apoptose, ontwikkeling en veroudering, celsignalering, etc..

-structuur

Dankzij de "cilindrisch" driedimensionale structuur van sfingomyeline kan dit lipidedomeinen compacter en ordelijke membraan dat belangrijke functionele consequenties vanuit het eiwit aanzicht is gevormd, omdat zij specifieke domeinen kunnen vaststellen enige integrale membraaneiwitten.

In lipiden en grotolas "vlotten"

Lipide rafts, membraan fasen of geordende microdomeinen sfingolipide sfingomyeline, wat glycerofosfolipiden en cholesterol van de associatie vormen stabiele membraaneiwit platforms met verschillende functies (receptoren, transporteiwitten, etc.).

Caveolae zijn invaginaties van het plasmamembraan die eiwitten met GPI-ankers recruteren en ook rijk zijn aan sfingomyeline.

Met betrekking tot cholesterol

Cholesterol beïnvloedt, vanwege de structurele stijfheid, de structuur van celmembranen aanzienlijk, vooral in aspecten die verband houden met vloeibaarheid, en daarom wordt het als een essentieel element beschouwd.

Omdat sphingomyelins zowel waterstofbrugdonoren als -acceptoren bezitten, wordt aangenomen dat ze in staat zijn tot het vormen van meer "stabiele" interacties met cholesterolmoleculen. Daarom wordt er gezegd dat er een positieve correlatie bestaat tussen de niveaus van cholesterol en sfingomyeline in de membranen.

synthese

De synthese van sfingomyeline plaatsvindt in het Golgi complex, waarbij ceramide getransporteerd van het endoplasmatisch reticulum (ER) wordt gemodificeerd door de overdracht van fosfocholine uit fosfatidylcholine molecule, met de gelijktijdige afgifte van een molecuul diacylglycerol. De reactie wordt gekatalyseerd door SM synthase (ceramide: fosfatidylcholine fosfocholine transferase).

Er is een andere manier voor het produceren van sfingomyeline kan plaatsvinden door overdracht van fosfo van fosfatidylethanolamine (PE) ceramide met daaropvolgende methylering van de fosfoethanolamine. Men denkt dat dit met name belangrijk kan zijn in sommige PE-rijke zenuwweefsels.

Sphingomyeline synthase wordt gevonden aan de luminale zijde van het membraan van het Golgi-complex, wat samenvalt met de extra cytoplasmatische locatie van sfingomyeline in de meeste cellen..

Vanwege de kenmerken van de polaire groep van sfingomyeline en de schijnbare afwezigheid van specifieke translocasen, hangt de topologische oriëntatie van dit lipide af van het enzymsynthase..

metabolisme

De degradatie van sfingomyeline kan zowel in het plasmamembraan als in lysosomen voorkomen. Lysosomale hydrolyse tot ceramide en fosfocholine is afhankelijk van zure sfingomyelinase, een oplosbare lysosomale glycoproteïne waarvan de activiteit een optimale pH heeft rond 4,5.

De hydrolyse in het plasmamembraan wordt gekatalyseerd door een sfingomyelinase dat werkt bij pH 7,4 en vereist dat divalente magnesium- of mangaanionen functioneren. Andere enzymen die betrokken zijn bij het metabolisme en recyclen van sfingomyeline worden gevonden in verschillende organellen die met elkaar verbonden zijn via de vesiculaire transportroutes.

referenties

1. Barenholz, Y., & Thompson, T.E. (1999). Sphingomyelin: biofysische aspecten. Chemistry and Physics of Lipids, 102, 29-34.
2. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Sphingolipid-biochemie. (D. Hanahan, red.), Handbook of Lipid Research 3 (1e ed.). Plenum Press.
3. Koval, M., & Pagano, R. (1991). Intracellulair transport en metabolisme van sfingomyeline. Biochimic, 1082, 113-125.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Martin, K. (2003). Molecular Cell Biology (5e druk). Freeman, W. H. & Company.
5. Millat, G., Chikh, K., Naureckiene, S., Sleat, D.E., Fensom, A.H., Higaki, K., ... Vanier, M.T. (2001). Ziekte van Niemann-Pick Type C: spectrum van HE1-mutaties en genotype / fenotype-correlaties in de NPC2-groep. Am. J. Hum. Genet., 69, 1013-1021.
6. Ramstedt, B., & Slotte, P. (2002). Membraaneigenschappen van sfingomyelinen. FEBS Letters, 531, 33-37.
7. Slotte, P. (1999). Sphingomyeline - cholesterolinteracties in biologische en modelmembranen. Chemistry and Physics of Lipids, 102, 13-27.
8. Vance, J. E., & Vance, D.E. (2008). Biochemie van lipiden, lipoproteïnen en membranen. In New Comprehensive Biochemistry, deel 36 (4de uitgave). Elsevier.